I. Recherches chimiques sur la végétaUon

ginalité de la nouvelle doctrine, fondait un prix pour le meilleur mémoire sur cette question : < Les éléments inorganiques des végétaux sont-ils utiles au développement de la plante ? »

Le concours valut à Tagronomie un travail des plus remarquables, devenu classique au delà du Rhin, et dont je vais présenter une analyse succincte.

Wiegmann et Polstorff*, pour répondre au programme de l'Académie de Gôttingue, entreprirent des recherches sur la végétation de quelques plantes importantes pour Tagriculture, dans des sols artificiels, de richesses diverses ej^atières minérales. Ce n'était pas la première fois qu'on tentait de taire croître des végétaux dans un milieu autre que le sol naturel. Déjà en 1750, Ch. Bonnet avait fait des essais de ce genre sur de la mousse et sur des éponges humides ; Hassenfratz et Th. de Saussure lui-même avaient renouvelé ces expériences sans beaucoup de succès. Le beau travail de Wiegmann et Polstorff, inspiré par les vues si nettes de Liebig, était appelé, par l'importance des conclusions auxquelles il a conduit ses auteurs, à faire une grande sensation.

Ces savants choisirent pour leurs essais les plantes suivantes : orge, avoine, vesce, sarrasin, tabac et trèfle ; ils les élevèrent dans deux espèces de sols diiïérents. Le premier était du sable quartzeux de Kônigslutter (près de Brunswick), calciné, traité par l'eau régale et lavé, c'est-à-dire du sable débarrassé, aussi complètement que permettent de le faire les moyens chimiques dont nous disposons, de matière organique et de toute substance soluble dans Teau ; le second sol était formé du même sable mélangé à diverses matières fertilisantes. Je citerai comme exemple le mélange suivant :

Pour 1 ,000 parties ce sot artificiet contenait :

Sable quartzeux 861,26

Alumine hydratée 15,00

Phosphate de chaux 15,60

Oxyde de fer 10,00

Carbonate de magnésie 5,00

SuKate de potasse 0,34

1. leber die anorganischen Bestandtheile der Pflanzen. Braunschweig, 1842.

Sel marin 0,13

Sulfate de chaux (anhydre) . . . . • 1,25

Craie lavée , 10,00

Oxyde dé magnésie 2,50

Humate * de potasse 3,41

— de soude. . . » 2,22

— d'ammoniaque 10,29

— de chanx 3,07

— de magnésie 1 ,97

— d'alumine 4,64

— d'oxyde de fer 3,32

Humine insoluble dans l'eau 50,00

C'est dans ce sol contenant 861 ,26 parties pour 1 ,000 de sable et 139 de matières diverses, que Wiegupann et Polstorff firent croître leurs plantes ; ils élevaient simultanément les mêmes végétaux dans du sable pur, comme je Tai dit précédemment.

Examinons maintenant comment les plantes se sont comportées dans le sable pur et dans la terre artificielle :

1** Vicia saliva (vesce).

A. Dans le sable pur. ^— Les plantes atteignirent, jusqu'au 4 juillet, une hauteur de 10 pouces, et quelques tiges se disposaient à fleurir. Le 6 et le 7 juillet, plusieurs fleurs s'épanouirent; le 11, elles eurent de petites gousses, mais sans graines et qui étaient déjà fanées le 15. Toutes ces plantes, qui avaient déjà des feuilles à leur partie inférieure, furent extraites du sable avec leurs racines, lavées avec de l'eau distillée, séchées et incinérées.

B. Dans la terre artificielle. — Les plantes acquirent, jusqu'à la mi-juin, une hauteur de 18 pouces, de sorte qu'il a fallu les soutenir avec des tuteurs; elles fleurirent parfaitement à partir du 16 juin; le 26, apparurent de nombreuses gousses entièrement saines, qui

1. Pour préparer ces combinaisons, Wiegmann et Polstorff firent bouillir de la toorbe ordinaire avec une solution faible de potasse et précipitèrent la solution par Tacide suirurique concentré. Le précipité constitue la matière désignée, dans le tableau, par le nom d'humine. C'est en dissolvant ce dernier dans la potasse, la soude et Tammo* Bisque et en évaporant les solutions saturées qu'ils obtinrent les humâtes alcalins et autres.

mûrirent le 8 août et donnèrent des semences capables de reproduire. On recueillit les plantes avec les précautions que je viens de dire.

2** Hordeum vulgare (orge).

A, Dans le sable pur. — L'orge avait atteint jusqu'au 30 juin, où elle se mit à fleurir imparfaitement, une hauteur de près de 1 pied 1 f4 ; mais elle n'eut pas de grain, et, dans le courant du mois de juillet, les barbes des épis et les pointes des feuilles jaunirent, de sorte que toutes les tiges furent alors arrachées et traitées comme les vesces.

B. Dans la terre artificielle. — Elle atteignit jusqu'au 25 juin, où elle fleurit parfaitement, une hauteur de 2 pieds 1/4, fructifia bien et fournit, le 10 août, du grain entièrement développé et mûr.

#• 3** Avena saliva (avoine).

A. Dans le sable pur. — L'avoine était arrivée, le 30 juin, où elle fleurit très-incomplétement, à une hauteur de près de 1 pied 1/2; mais elle ne fructifia point, et, dans le courant de juillet, les barbes des épis et les extrémités des feuilles devinrent jaunes, comme c'était le cas pour l'orge. On arracha les tiges le 1*' août, et on les ti'aita comme les autres.

B. Dans la terre artificielle. — L'avoine avait atteint, le 28 juin, époque à laquelle elle fleurit parfaitement, une hauteur de 2 pieds 1/2 ; elle fructifia bien et fournit, le 16 août, du grain développé et mûr. On l'arracha pour la traiter comme précédemment.

4* Polygonum fagopyrum (sarrasin).

A. Dans le sable pur. — De toutes les plantes semées dans le sable pur, le sarrasin semblait prospérer le mieux*; il atteignit, à la fin de juin, une hauteur de 1 pied 1/2 et poussa beaucoup de rameaux. Il se mit à fleurir le 28 juin, resta en fleur jusqu'en septembre, mais ne fructifia point. On le traita comme les autres récoltes.

JB. Dans la terre artifi^cielle. — Dans cette terre, le sarrasin poussa vite, acquit une hauteur de 2 pieds 1/2, se ramifia si bien qu'il fallut

1. Le sarrasin est très-peu exigeant en substances minérales, c'est la plante par excellence des sols pauvres.

lui donner un soutien, se mit à fleurir le 15 juin, et donna des graines dont la plus grande partie arriva à maturité le 12 août. On l'arracha le 4 septembre, quoiqu'il fût encore en grande partie en fleur et présentât encore un peu de grain non mûr ; il perdait déjà beaucoup de feuilles. On le traita comme les précédents.

5** NicoUana tabacum (tabac).

A, Dans le sable pur. — Le tabac semé le 10 mai ne leva que le S juin, mais se développa d'une manière tout à fait normale. Dès que les plantules eurent la deuxième couronne de feuilles, on arracha les pieds qui étaient de trop, et on laissa intacts les plus vigoureux. Ceux-ci continuèrent de pousser tout doucement jusqu'aux premières gelées d'octobre, mais n'eurent pas plus de quatre feuilles ; ils n'atteignirent que 5 pouces sans former de tiges; ils furent arrachés le 21 octobre avec leurs racines et traités comme les autres plantes*.

B. Dans la terre artificielle. — Semé, comme le précédent, le 18 mai, il levait déjà le 22 mai et se développa vigoureusement. Dès que les plants eurent leurs secondes feuilles, on arracha les moins beaux, et l'on n'en laissa que trois des mieux développés. Ceux-ci poussèrent fort bien, eurent des tiges de plus de 3 pieds et beaucoup de feuilles ; se mirent à fleurir le 25 juillet et fructifièrent déjà le 10 août. Le 8 septembre, plusieurs capsules étaient arrivées à maturité et contenaient de la graine parfaite. Le 21 octobre, on arracha toutes ces plantes pour les traiter comme les autres.

6** Trifolium pratense (trèfle).

il. Dans le sable pur. — Le trèfle, qui avait levé le 5 mai, se développa d'abord assez bien, mais n'atteignit, jusqu'au 15 octobre, que la hauteur de 3 pouces 1/2 ; les feuilles brunirent alors brusquement, de sorte qu'on arracha la plante pour lui faire subir le même traitement qu'aux autres.

B. Dans la terre artificielle. — Il avait 10 pouces le 15 octobre, et était épais et d'un vert foncé. On le traita comme les autres plantes.

1. Le tabac est une des plantes les pins exigeantes en substances minérales; il donne d'ordinaire de 20 à 25 p. 100 de cendres (du poids de la substance sèche).

Tous ces végétaux ont été arrosés avec de l'eau distillée pure, exempte d'ammoniaque; ils ont été maintenus soigneusement à Tabri de toute influence extérieure de nature à leur apporter des aliments. Wiegmann et Polstoiff incinérèrent une quantité de gmne égale à celle qui avait été ensemencée, et déterminèrent le poids et la composition des cendres. Ils incinérèrent également les récoltes et firent l'analyse des cendres. Je renverrai mes lecteurs, pour les détails de ces analyses, au mémoire original, et je me bornerai à citer ici quelques chiffres qui mettent en évidence l'influence des matières minérales du sol sur la teneur en cendre des végétaux :

Analyse des semences, 100 grammes donnent de cendres :

Grammes.

Vesce 2,576

Orge 2,432

Avoine 2,864

Sarrasin 1,522

Trèfle 4,687

Végétaux qui ont crû dans le sable pur, 100 grammes de plantes sèches donnent en cendres :

Grammes.

Vesce 6,840

Orge 5,883

Avoine 4,569

Sarrasin 1,875

Tabac 12,650

Trèfle. 6,641

Végétaux qui ont crû dans la terre artifidelle, ' 100 grammes de plantes sèches donnent en cendres:

Grammes.

Vesce 12,126

Orge 7,040

Avoine 5,738

Sarrasin 3,992

Tabac 18,249

Trèfle *..... 11,614

Il faut remarquer que ces nombres expriment les quantités inégales de substances minérales absorbées par les poids égaux des plantes

ESSAIS DE CULTURE DANS LES MaiEUX ARTIFICIELS. 109

dans le sable et dans la terre artificielle. Ce sont les poids respectifs des principes de leurs cendres et non pas les quantités absolues que le sable ou la terre artificielle ont cédées à chaque plante.

Ainsi, par exemple, on a obtenu pour les cinq pieds de tabac semés dans le sable, 0^%bOQ de cendres, tandis que les trois pieds de celui qui était venu daos la terre artificielle ont donné 3^,922, c'estànlire pour cinq pieds 6'',525. Les substances minérales que le sable avait cédées aux cinq pieds de tabac sont à celles qui ont été fournies parla terre artificielle comme 10 est à 130. La terre artificielle a donc fourni au tabac, dans le même temps, près de treize fois plus de substances minérales que le sable; le développement du tabac a été en raison diiecte de la provision d'aliments offerts par les deux terrains. Le résultat général de ces recherches peut se traduire ainsi: les plantes élevées dans le sable pur contiennent deux fois plus de matières minérales (cendres) quelles semences dont elles proviennent Les plantes élevées dans le sol artificiel renferment quatre, cinq et même treize fois plus de cendres que les semences.

On remarquera que, malgré les précautions prises par ces habiles expérimentateurs pour préparer un sol absolument insoluble, les plantes obtenues dans le sable pur laissaient, après incinération, un poids de cendres beaucoup plus considérable que les semences dont elles provenaient. D'où venaient ces matières minérales ? Ni de Teau ni de Tair : apparemment du sable. C'est ce que Wiegmann et Polstorff ont établi par une vérification directe. L'analyse du sable leur démontra qu'il possédait la composition suivante :

Silice 97,900

Potasse 0,320

Chaux. 0,484

Magnésie 0,009

Alumioe 0,876

Oxyde de fer 0,315

Ce sable contenait donc plus de 2 ®/o de son poids des substances qu'on rencontrait associées à la silice dans les cendres des végétaux qu'il avait portés. Mis en contact avec de l'eau distillée et de l'acide carbonique pendant un mois, ce sable abandonna à Teau de la silice, de

la potasse, de la chaux et de la magnésie. Dès lors plus de doute, pour Wiegmann et Polstorfif, les matières minérales contenues dans les cendres des plantes provenaient du sable. Dans la crainte qu'on ne vint à penser que les matières minérales trouvées dans les plantes du sable pur s'étaient formées de toutes pièces dans le végétal, Wiegmann sema des graines de cresson dans un sol formé de fils de platine trèsmenus réunis dans un creuset de même métal. Le cresson, arrosé d'eau distillée, poussa, mais l'analyse montra que la plante tout entière ainsi obtenue ne renfermait pas plus de cendre que la graine d'où elle provenait.

La conclusion de ces recherches est la suivante : La matière minérale est indispensable à l'organisation des végétaux et à leur développement ; les plantes souffrent lorsqu'elles ne rencontrent pas une quantité suffisante de matière minérale. Enfin, la potasse et la soude, la magnésie et la chaux, l'oxyde de fer et l'alumine peuvent se substituer respectivement l'un à Tautre dans la végétation, comme on sait que cela a lieu dans les combinaisons purement chimiriues\ Je crois utile de faire remarquer que l'alimentation fournie aux plantes dans les essais que je viens de rapporter n'était pas exclusivement minérale, puisque Wiegmann et Polstorif ont employé, en addition au sable pur, des humâtes alcalins et terreux. Mais l'objection que l'on pourrait tirer de ce fait ne détruit en rien la valeur du travail de ces deux chimistes, puisque le point capital qu'ils avaient en vue est démontré, à savoir l'assimilation des matières minérales par les plantes et son utilité. Les essais de culture dans l'eau que j'examinerai tout à l'heure ont confirmé les conclusions de Wiegmann et Polstorff ; ils ont, de plus, montré non-seulement que la matière organique n'est pas indispensable au développement des plantes, mais qu'elle n'est pas assimilée par ces dernières.

En 4847 ", Polstoi'ff publia une nouvelle série de recherches faites sur la culture de l'orge dans un sol artificiel ; il avait alors choisi la brique pilée placée dans une caisse doublée en plomb. Comme

1 . Je fais toutes mes réserves au sujet de cette conclusion sur laquelle je reviendrai lorsque nous nous occuperons de l'assimilation des matières minérales par les plantes.